เปิดเมนูหลัก

การเปลี่ยนแปลง

ไม่มีคำอธิบายอย่างย่อ
{{ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า}}
'''ความต้านทานไฟฟ้า''' ({{lang-en|electrical resistance}}) คือ ความสัมพันธ์ระหว่าง[[แรงดัน]]และ[[กระแสไฟฟ้า]]ของวัตถุ<ref>J. D. Kruas., "Electromagnetics.," McGrawhill, 1992, Singapore, ISBN 0-07-11266-x, p-183</ref> วัตถุที่มีความต้านทานต่ำจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ง่าย เรียกว่า [[ตัวนำไฟฟ้า]] ในขณะที่[[ฉนวนไฟฟ้า]]มีความต้านทานสูงมากและกระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ยาก
'''ความต้านทานไฟฟ้า''' ({{lang-en|electrical resistance}}) ของ [[ตัวนำไฟฟ้า]] เป็นตัวชี้วัดของความยากลำบากในการที่จะผ่าน [[กระแสไฟฟ้า]] เข้าไปในตัวนำนั้น ปริมาณที่ตรงกันข้ามคือ '''การนำไฟฟ้า''' ({{lang-en|electrical conductance}}) เป็นความสะดวกที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ความต้านทานไฟฟ้าเปรียบเหมือน [[แรงเสียดทาน]] ทางเครื่องกล [[ระบบหน่วยระหว่างประเทศ|หน่วย SI]] ของความต้านทานไฟฟ้าจะเป็น [[โอห์ม]] สัญญลักษณ์ [[โอมห์|Ω]] ในขณะที่การนำไฟฟ้าไฟฟ้ามีหน่วยเป็น [[ซีเมนส์ (หน่วย)|ซีเมนส์]] (S)
 
วัตถุที่มีหน้าตัดสม่ำเสมอจะมีความต้านทานเป็นสัดส่วนกับ [[สภาพต้านทาน]] และ ความยาวของมัน และแปรผกผันกับพื้นที่หน้าตัดของมัน วัสดุทุกชนิดจะแสดงความต้านทานเสมอยกเว้น [[ตัวนำยิ่งยวด]] ({{lang-en|superconductor}}) ซึ่งมีความต้านทานของศูนย์
ค่าความต้านทานไฟฟ้า ใช้สัญลักษณ์ R มีหน่วยเป็น[[โอห์ม]] (Ω) ตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่ Georg Simon Ohm ซึ่งเป็นบุคคลแรกที่เสนอรายงานการทดลองเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันในปี 1826 ส่วนกลับของค่าความต้านทานเรียกว่า [[สภาพต้านทานและสภาพนำไฟฟ้า|สภาพนำไฟฟ้า]] (Conductivity) หน่วย[[ซีเมนส์]]
 
ความต้านทาน (R) ของวัตถุจะถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของ [[แรงดันไฟฟ้า]] ตกคล่อมตัวมัน (''V'') ต่อกระแสที่ไหลผ่านตัวมัน (''I'') ในขณะที่การนำไฟฟ้า (G) เป็นตรงกันข้าม ตามสมการต่อไปนี้:
 
:<math>R = {V\over I}, \qquad G = {I\over V} = \frac{1}{R}</math>
 
สำหรับวัสดุและเงื่อนไขที่หลากหลาย ''V'' และ ''I'' จะเป็นสัดส่วนโดยตรงซึ่งกันและกัน ดังนั้น ''R'' และ ''G'' จึงเป็นค่า [[คงที่ (คณิตศาสตร์)|คงที่]] (แม้ว่าพวกมันยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่น ๆ ก็ตาม เช่นอุณหภูมิหรือความเครียด) สัดส่วนนี้จะเรียกว่า [[กฎของโอห์ม]] และวัสดุที่เป็นไปตามกฏนี้จะเรียกว่า วัสดุ ''โอห์ม'' ({{lang-en|ohmic material}})
 
ในกรณีอื่น ๆ เช่น [[ไดโอด]] หรือ [[แบตเตอรี่ (ไฟฟ้า)|แบตเตอรี่]] ''V'' และ ''I'' จะ ''ไม่ได้'' เป็นสัดส่วนโดยตรงกัน อัตราส่วน V/I บางครั้งก็ยังคงเป็นประโยชน์และถูกเรียกว่า "ความต้านทานสถิตย์"<ref name=brown>{{cite book | title = Engineering System Dynamics | author = Forbes T. Brown | publisher = CRC Press | year = 2006 | isbn = 978-0-8493-9648-9 | page = 43 | url = https://books.google.com/books?id=UzqX4j9VZWcC&pg=PA43 }}</ref><ref name=kaiser>{{cite book | title = Electromagnetic Compatibility Handbook | author = Kenneth L. Kaiser | publisher = CRC Press | year = 2004 | isbn = 978-0-8493-2087-3 | pages = 13–52 | url = https://books.google.com/books?id=nZzOAsroBIEC&pg=PT1031 }}</ref> ในสถานการณ์อื่น ๆ [[อนุพันธ์]] <math> \frac{dV}{dI} \,\!</math> อาจจะมีประโยชน์มากที่สุด ค่านี้จะเรียกว่า "ความต้านทานดิฟเฟอเรนเชียล" ({{lang-en|differential resistance}})
 
== บทนำ ==
 
[[ไฟล์:ResistanceHydraulicAnalogy.svg|thumb|การใช้ระบบไฮดรอลิกมาเปรียบเทียบระหว่างกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจรกับน้ำที่ไหลผ่านท่อ เมื่อท่อ (ซ้าย) ที่เติมเต็มด้วยเส้นผม (ขวา) มันต้องใช้ความดันขนาดใหญ่กว่าเพื่อให้เกิดการไหลของน้ำเท่ากัน การผลักดันกระแสไฟฟ้าผ่านความต้านทานที่มีขนาดใหญ่เป็นเหมือนการผลักดันน้ำผ่านท่อที่อุดตันด้วยเส้นผม: มันต้องมีการผลักดันขนาดใหญ่กว่า ([[แรงเคลื่อนไฟฟ้า]]) เพื่อผลักดันให้มีการไหลเดียวกัน ([[กระแสไฟฟ้า]])]]
 
ในการอุปมาเหมือนไฮดรอลิก กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเส้นลวด (หรือ [[ตัวต้านทาน]]) เป็นเหมือนน้ำที่ไหลผ่านท่อ และ [[แรงดัน]] ตกคร่อมเส้นลวดเป็นเหมือน [[ความดัน]] ตกคร่อมที่ใช้ผลักดันน้ำให้ไหลไปตามท่อ การนำไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนกับปริมาณการไหลสำหรับความดันที่กำหนดให้ :<math>G \propto I</math> และความต้านทานไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนกับปริมาณของความดันที่จำเป็นเพื่อให้มีการไหลที่กำหนด :<math>R \propto V</math> (การนำไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้าเป็น [[ผลคูณผกผัน|ส่วนกลับกัน]])
 
[[แรงดันไฟฟ้า|แรงดันไฟฟ้า ''ตกคร่อม'']] (นั่นคือความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าในด้านหนึ่งของตัวต้านทานกับแรงดันไฟฟ้าอีกด้านหนึ่ง) ไม่ใช่ [[ศักย์ไฟฟ้า]] จะสร้างแรงผลักดันที่จะผลักดันกระแสให้ไหลผ่านตัวต้านทาน ในระบบไฮดรอลิก มันคล้ายกัน นั่นคือความดันที่ ''แตกต่างกัน'' ระหว่างสองด้านของท่อ ไม่ใช่ตัวความดันเอง จะกำหนดปริมาณการไหลผ่านลงท่อ ยกตัวอย่างเช่นมันอาจจะมีแรงดันน้ำขนาดใหญ่ด้านบนของท่อซึ่งพยายามที่จะผลักดันน้ำผ่านลงท่อ แต่ก็อาจจะมีแรงดันน้ำที่มีขนาดใหญ่เท่าเทียมกันด้านล่างท่อซึ่งก็พยายามที่จะผลักดันน้ำกลับขึ้นผ่านท่อ หากแรงดันเหล่านี้มีค่าเท่ากัน ก็จะไม่มีน้ำไหล (ในภาพขวาที่แรงดันน้ำด้านล่างท่อมีค่าเป็นศูนย์.)
 
ความต้านทานและการนำกระแสไฟฟ้าของเส้นลวด, ตัวต้านทานหรือองค์ประกอบอื่น ๆ จะถูกกำหนดด้วยคุณสมบัติสองอย่างนี้เป็นส่วนใหญ่:
 
* รูปร่างทางเรขาคณิต และ
* วัสดุ
 
รูปร่างทางเรขาคณิตเป็นสิ่งสำคัญเพราะมันจะยากกว่าที่จะผลักดันน้ำผ่านท่อที่ยาวและแคบกว่าท่อกว้างและสั้น ในทางเดียวกันลวดทองแดงที่ยาวและบางจะมีความต้านทานสูงกว่า (การนำไฟฟ้าต่ำกว่า) ลวดทองแดงหนาและสั้น
 
วัสดุก็มีความสำคัญเช่นกัน ท่อที่เต็มไปด้วยเส้นผมจะจำกัดการไหลของน้ำมากกว่าท่อที่สะอาดที่มีรูปร่างและขนาดเดียวกัน ในทำนองเดียวกัน [[อิเล็กตรอน]] สามารถไหลได้อย่างอิสระและง่ายดายผ่านสาย [[ทองแดง]] แต่ไม่สามารถไหลได้อย่างง่ายดายผ่านลวด [[เหล็ก]] ที่มีรูปร่างและขนาดเดียวกัน และที่สำคัญกระแสไม่สามารถไหลได้อย่างสิ้นเชิงผ่าน [[ฉนวน (ไฟฟ้า)|ฉนวน]] เช่น [[ยาง]] โดยไม่ต้องคำนึงถึงรูปร่างของมัน ความแตกต่างระหว่างทองแดง, เหล็ก, และยางจะเกี่ยวข้องกับโครงสร้างโมเลกุลและรูปแบบการเรียงตัวของ [[อิเล็กตรอน]] ของพวกมัน และมีการวัดโดยคุณสมบัติที่เรียกว่า [[สภาพต้านทานและสภาพนำไฟฟ้า|สภาพต้านทาน]]
 
นอกเหนือไปจากรูปทรงเรขาคณิตและวัสดุ ยังมีปัจจัยอื่น ๆ ที่มีอิทธิพลต่อความต้านทานและการนำไฟฟ้า เช่นอุณหภูมิ; ดูด้านล่าง
 
== [[ตัวนำไฟฟ้า]]และ[[ตัวต้านทาน]] ==
[[ไฟล์: Metal film resistor.jpg|thumb|250px|[[ตัวต้านทาน]] มีค่า 6.5 MΩ ตามที่ระบุไว้โดย [[รหัสสีอิเล็กทรอนิกส์]] (สีฟ้า-สีเขียว-สีดำ-สีเหลือง) ตัวต้านทานนี้จะใช้ตัวแปร 4 แถบของรหัสสีเพื่อให้แต่ละแถบแทน 6 - 5 - 0 - X10<sup>4</sup> เป็น 6500000 Ω [[โอห์มมิเตอร์]] สามารถนำมาใช้ในการตรวจสอบค่านี้]]
 
สารที่กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านได้จะเรียกว่า [[ตัวนำไฟฟ้า|ตัวนำ]] ชิ้นส่วนของวัสดุตัวนำที่มีค่าความต้านทานเฉพาะจะถูกใช้งานในวงจรไฟฟ้าเพื่อจุดประสงค์บางอย่าง จะถูกเรียกว่า [[ตัวต้านทาน]] ตัวนำจะทำจากวัสดุที่มี [[สภาพต้านทานและสภาพนำไฟฟ้า|สภาพนำ]] สูงเช่นโลหะ, โดยเฉพาะอย่างยิ่งทองแดงและอลูมิเนียม ในทางตรงกันข้าม ตัวต้านทานจะทำจากวัสดุหลากหลายชนิดขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นค่าความต้านทานที่ต้องการ, ปริมาณของพลังงานที่จะต้องการให้มีการกระจาย, ความแม่นยำ, และค่าใช้จ่าย
 
== กฎของโอห์ม ==
 
[[กฎของโอห์ม]]แสดง ความสัมพันธ์ระหว่าง [[แรงดันไฟฟ้า]] (V) , [[กระแสไฟฟ้า]] (I) และความต้านทาน (R) ไว้ดังนี้
: ''l'' คือ ความยาวของตัวนำ มีหน่วยเป็นเมตร(m)
 
: ''A'' คือ พื้นที่หน้าตัดของตัวนำ มีหน่วยเป็นตารางเมตร(m.m<sup>2<sup>)
 
: ''ρ'' (Greek: rho) คือ [[สภาพต้านทานและสภาพนำไฟฟ้า|สภาพต้านทานไฟฟ้า]]ของสสาร มีหน่วยเป็นโอห์ม-เมตร(Ω.m)
2,628

การแก้ไข